【机械类毕业论文中英文对照文献翻译】齿轮材料
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毕业设计(论文)翻译题目名称:齿轮和紧固件材料选择院系名称:机 电 学 院 班 级:机 自 074 学 号:200700314421 学生姓名:张朋 指导老师:安向东 日期 :2011.3 齿轮材料齿轮有各种各样的材料制成,有金属的,也有非金属的。正如设计中所用到的一样,对于特殊齿轮来说,选择的材料要最便宜且容易获得,并且要确保达到令人满意的工作效果。在选择材料之前,设计者必须明确几个标准中对于所面临的问题来说,哪些是最重要的。如果高强度是首先要考虑的问题,通常选择钢而不是铸铁、如果耐磨性是最重要考虑的,与黑色金属相比,有色金属是更好的选择,还有另外一个例子可以说明怎样选择材料,对于涉及减少噪音的问题,非金属材料比金属材料更可取。这在大多数设计问题中是一个事实。换句话说,材料的选择被涉及的各种工作要求所限制,尽管它不是在所有的地方都合适,我们将根据金属材料的一般类别来认识他的特点,来终结这个讨论。铸铁 铸铁是一种用于制造齿轮的最普通的材料。它价格低廉,易于铸造,具有良好的切削加工性能,高耐磨性,良好的吸震性能。这些特性使它成为加工齿轮的合理选择,铸铁作为齿轮材料的最大缺点是抗拉强度低,这使齿轮牙在弯曲时很弱,并且必须使用较大的轮齿。铸铁的另一种类型是球墨铸铁,球墨铸铁是在铸铁中加入一种材料像镁或者铈,这种合成的结果是得到一种具有较高的抗拉强度同时又具有普通铸铁良好耐磨性和机械加工性能打材料。通常,铸铁齿轮和钢齿轮的啮合将会在成本、强度、耐磨性等问题上给设计带来平衡。钢 钢制齿轮通常是普通碳钢和合金钢制成。它有优于铸铁的特性,在不增加成本的情况下具有高强度。然而,它们通常通过热处理产生足够的表面强度来达到高耐磨性要求。不幸的是,热处理过程通常产生使齿轮产生弯曲变形,导致齿轮的载荷与轮齿表面的变形不一致,因为合金钢和碳钢比,由于热处理产生的变形小,它们选择时更优先选碳钢。尽管在这里不打算讨论各种热处理方法和对热处理材料性能的影响。但设计者应该考虑使用热处理材料可能引起的问题。齿轮经常要进行通体淬火,并用水或油冷却以增加它的耐磨性。如果低硬度就能满足要求。通体淬火可能是最能满足要求的热处理过程,并且它的价格并不昂贵。表面硬化通常用于表面硬度要求高丹并不要求高精度的齿轮。表面硬化过程使齿轮表面比心部具有更高的硬度,表面硬化的优势是经过表面硬化的齿轮表面硬度很高,耐磨性好,而其心部有具有较高的韧性。渗碳、氰化处理、氮化处理和感应淬火处理是用来产生表面硬化作用的过程。如果要求较高的精度,齿轮必须进行研磨,在表面又耐腐蚀性要求的条件下,氮化处理是必须被使用的热处理过程。然而,氰化处理是一个相对而言比较昂贵的过程,它只在其他热处理过程不能产生满意结果的情况下使用,火焰淬火和感应淬火是通常被用于硬化大齿轮用的热处理方法。总结热处理钢的讨论,设计者应充分利用没有经过热处理的碳素钢或合金钢。如果较低表面硬度的未经热处理材料可以满足要求时,随着表面迎面硬度要求的增加,就考虑用热处理钢,选择价格较低且能满足强度和耐磨性的钢。有色金属 铜、锌、铝和钛是用于获得齿轮合金的材料。铜合金,如青铜是最普遍应用的,。在要求抗腐蚀性的和滑动速度存在的场合,他们非常有用,由于他们具有减少摩擦和磨损的性能,他们通常被用于作制造蜗轮蜗杆传动中蜗轮的材料。铝锌合金被用于通过铸法制造齿轮。非金属材料 非金属材料被用于制造齿轮已经很多年了,皮革、尼龙各种塑料等等都被用过,使用这类材料的优势是运行安静、润滑良好、缓冲振动、制造经济。它们最重要的缺点是承载能力低,热传导能力差,这个缺点能导致齿轮的热变形,并且严重削弱齿轮。最近热塑性树脂也被用于齿轮材料,其采用玻璃纤维作为增强剂,润滑剂作为添加剂,复合材料能产生较强的承载能力,减少热量膨胀,较强的耐磨性和疲劳持久性。紧固件材料的选择紧固件是有多种不同材料制成,例如:黑色金属、有色金属和非金属材料,这主要是因为紧固件是在多种复合条件下工作和使用。腐蚀是指金属材料由于工作环境所引起的破坏和变质。材料的腐蚀是很浪费的,它很难被察觉并且在不知不觉中不断加剧,而且材料的腐蚀很难被控制。它也是频繁引起紧固件是失效的主要因素。每年由于腐蚀给美国工业造成的损失达到上百亿美元,并且这种腐蚀没有任何回报。在分析紧固件的用途时,设计人员首先应该质询的问题之一是:该紧固件是要在什么样的环境中使用和是否遭受腐蚀的侵袭?在有些情况下,这个问题是没有答案的。任何肯定的答复都要求工程师去识别其暴露时的特征,预测可能产生的后果,并决定最有效的防范措施。由于考虑腐蚀作用的重要性,不进要考虑材料在空气中的暴露,还要考虑电化学腐蚀、高温氧化腐蚀、高压脆化腐蚀。大多数材料都具有热敏感特性。对于金属类紧固件来说,增加温度对其材料性能的最重要影响是消弱其强度特性。当温度变得足够高,大约260甚至更高时,其他问题就相继出现,像涂层破坏、高温氧化或腐蚀,有时二者兼有,膨胀率不相容等。很少的有色金属适合在高温下工作,并且非金属一般应避免在高温下使用。因此,应首先考虑黑色金属材料,在中碳钢和超级合金范围内寻找合适材料。当温度低于230时通常用来制造紧固件的高等级中碳钢和合金钢均可以达到他们的工作要求。当温度在230到480之间时,不锈钢和铬钼钢就能胜任工作。对于温度更高时的情况,必须使用具有良好热抗性的超级合金钢。在偶尔情况下,北部温度下降到零下30,大多数金属类紧固件将令人满意地发挥其作用。然而,当紧固件需要长时间的暴露在零下温度的环境时,向北极地区经历的情况,谨慎的设计者应该对紧固件的材料选择作充分的考虑。一般来说,随着温度的下降,大部分金属材料的抗拉、屈服和抗剪强度都会随之提高,不幸的是,金属在其可锻性和韧性降低时变得很脆弱,具有缺口敏感性的任何材料,像低碳钢,非常不适用于低温条件下。在特定应用场合中的紧固件合适材料的选择是非常难的。然而实际上,任何对各种材料的特性限度有基本知识的工程师会发现在各种基本材料中选择合适的材料并不是很难。例如,倘若紧固件的主要功能是传递能量,考虑钢,如果空气中带有腐蚀性,就应该考虑带有保护层的钢,对于具有剧烈腐蚀性的环境选择不锈钢或有色金属的一种,如果磁导率很重要,不要采用普通钢材,而要选用奥氏体不锈钢、铝或者铜。 若强导电性是主要要求,就应选择铝或铜。在需要考虑稳定性的场合,要考虑非金属材料,对于需要减轻重量的场合,选择铝,如若减轻重量有一个高强度的要求,最明确的选择是钛,若果考虑到高、低温度要求,选择不锈钢和超合金。主要是工程师不必成为一名有经验的冶金家。工程师的职责是达到预期的工作要求并量化设计参数,保证紧固件达到要求,一旦工程师手里具有这些信息,合适材料的选择将不再是一个问题。在每种基材中,有多种经过分析的化学成分,这些化学成分可以经过挑选作为紧固件的特定材料。经过适度的挑选制造和加工技术,用它们中任何一种生产能完全满足工作性能的紧固件是可行的。设计师不需要对所有复杂的材料,制造生产方式等了如指掌。具体的选择由紧固件的生产制造者,他们再合适的岗位对原材料技术做最后的选择。对于大多数紧固件的应用,工程师明确了解其性能。指定其基材和环境以便于生产者分析判断做最后的选择,以确保生产计划和经济在允许的范围内,生产者允许的界限越多,可以使他的设备和生产技术发挥的效益越高。一般来说,紧固件的花费与生产者允许选择的范围宽度直接相关。对于详细的要求会扼杀独创性造成成本劣势。紧固件中原材料的成本占其制造成本的30%到80%。到目前为止,最便宜的材料是低碳钢,随着碳含量的增加和合金成分增加钢的价格也会增加,但中碳钢和低合金仍然是最低价金属材料的几倍。例如总的来说,假定中碳钢的成本为1,则300系列不锈钢的成本为2.5,铜合金为5,铝合金为6,铜镍合金为20,钛为75,而超级耐热和耐低温合金可达到100。设计工程师必须对原材料的成本很清楚,并且选择的材料不能比其生产者提供的满足工作性能的费用高。参考文献:施平 机械工程专业英语教程 电子工业出版社 2003
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